基因工程载体的种类

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基因工程载体的种类范文第1篇

关键词 基因工程；研究进展；原理；应用

中图分类号 Q78 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）10-0045-02

20世纪70 年代以来，基因工程技术在世界范围内蓬勃兴起，至今已在多个学科领域得到广泛应用。基因工程是一项能够较好地服务于人类社会的工程技术，该技术通过改变生物的遗传组成，增加生物的遗传多样性，由此赋予新型转基因生物的表型特征[1]。目前，以基因重组和克隆技术为代表的生物技术正以日新月异的速度迅猛发展。

1 基因工程原理

基因工程（genetic engineering）以分子遗传学为理论基础、以分子生物学和微生物学的现代方法为手段进行的研究，又称为DNA重组或分子克隆。通过体外重组，基因工程将不同来源的基因导入受体细胞，在体细胞内实现基因的复制、转录、翻译。这种技术是按照人们的意愿将某一生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割，然后与载体DNA分子连接起来，一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中[2-3]。对于受体细胞而言，与载体相连的DNA分子就属于外源物质也称为重组体。重组体导入到受体细胞之后就可以进行正常的复制和表达，从而获得新物种。一般来说，载体的选择对能否成功进入受体细胞并且复制和表达起着很重要的作用，载体进入受体细胞应该以不影响受体细胞正常生长为基本原则。这种技术克服了远缘杂交的不亲和，为改造生物提供了有效的手段。

2 基因工程的应用

2.1 植物基因工程技术在中草药研发中的应用

2.1.1 提高药用植物的有效成分含量。目前，学者在铁皮石斛上应用了基因工程技术，以提高其有效成分的含量。由于人工合成成本很高，若能够通过基因工程技术提高石斛碱的含量，会产生巨大的经济效益。魏小勇等[4]以铁皮石斛种胚原球茎为研究材料，定向诱导后获得稳定的石斛碱突变体，分析突变体的表达效果，并以mRNA为模板反转录产生cDNA，构建铁皮石斛差减cDNA文库，获得差异表达mRNA反义基因。通过构建相应载体转化石斛，来分析转基因石斛中石斛碱的变化，通过筛选反义基因来确定石斛碱功能基因。将类似铁皮石斛的稀缺植物上应用基因工程技术，可为中草药的研发奠定基础[5]。

2.1.2 提高药用植物的抗病性和抗逆性。一般对药用植物都是采用大规模的种植，由此才能满足市场需求。应用植物基因工程技术可解决栽培过程中的病害问题。如种植培养出的抗病毒、抗虫害品种，可增强植物对病害的抵抗能力，不仅能降低植物病害的发生，还能减少由于使用农药而带来的污染[6]。Pilon-Smit et al[7]将SacB基因导入烟草，提高了转基因烟草的耐旱抗寒特性。我国学者也开展了植物基因工程技术的研究和应用，并取得了显著的成果。贺 红等[8]以枳壳实生苗上胚轴为研究材料，为获得转柑桔衰退病病毒外壳蛋白基因的植株，其采用了遗传转化技术。有学者还利用Ti 转化系统获得了多种抗病毒的植物，如抗黄瓜花叶病毒（CMV）的番茄和抗甜菜坏死黄脉病毒（BNYV）的甜菜等[9]。

2.2 基因工程在植物性食品脱敏中的应用

基因工程可以将目的基因导入受体细胞，也可以改变内源基因，只要找到需要删除的基因即可。过敏反应具有反应迅速的特点，过敏原种类也很多。因此，防止发生过敏反应也很困难。基因工程可以直接作用于过敏源头，即改变内源基因使编码的蛋白质失去致敏性。也可以通过基因工程方法处理食品及其原料可降低其致敏性，从而降低过敏病人的不良反应。反义技术可消除植物中内源基因，使致敏基因沉默，从而降低植物性食品致敏性[10]。

2.3 转基因技术在哺乳动物遗传育种领域的应用

随着分子生物技术的发展，人们可以根据意愿改良动物品种，结合基因技术原理的应用，由此实现重要的经济价值。在畜牧业生产上，主要是用于遗传改良，加速动物育种。转基因可以定向培育并保存物种的优良性状，并能加快其积累和保存的步伐。在大量的转基因动物中选出符合人们预想的转基因动物，利用优良动物品种的体细胞作核供体克隆动物，用于大量生产转基因动物。将转基因技术应用于家畜上，在动物体内转入结合特异抗原抗体基因，可生产出具有抗多种疾病性能的动物[1]。转基因技术的科技含量较高，但在实验室内也能实现动物育种。在动物杂种优势利用方面，转基因技术可加速动物育种的进程，增强选育种畜性状的稳定性，降低育种的时限并提高效率[11]。

2.4 基因工程在食品工业中的应用[12-14]

2.4.1 糖类的改良。淀粉是一种多糖，通过对酶的调控可控制其含量水平，ADPP葡萄糖焦磷酸酶、淀粉合成酶和分枝酶是高等植物的淀粉合成酶。将淀粉系土壤大肠杆菌的基因转移到马铃薯上，可增加马铃薯的淀粉含量[12]。这种基因可表达ADP-葡萄糖焦磷酸化酶，使马铃薯淀粉含量增加近20%[15]。目前，利用植物基因工程技术改善食品的风味已取得重大的进展。Monsanto公司开发出转基因马铃薯，新型马铃薯产品的淀粉含量较传统品种平均提高了20%～30%，油炸后的产品具有更好的构质和风味，并且油味和吸油量都较少[16]。

2.4.2 改善发酵食品风味。发酵食品具有工业经济效益，其品质将直接影响效益。但是在该领域不能广泛地应用传统的微生物，否则不能达到定向改造微生物性状的目的。因此，选择的微生物将决定发酵食品风味。随着分子生物学的兴起，在分子水平上可利用DNA 重组、RNA 干扰及基因敲除等基因工程技术来构建所需的基因工程菌株[17]。

例如，在啤酒和酱油的生产工艺中可利用转基因技术改善产品的风味。在酿造酱油的过程中，氨基酸的生成量对整体风味起决定性的作用，参与该反应的羧肽酶和碱性蛋白酶的基因已克隆并成功转化到菌株中，羧肽酶的活力可大幅提高13倍，碱性蛋白酶的活力可提高5倍，从而提高氨基酸的生成量[18]。为满足不同食品的需要，在酱油的酿造工艺中可使用工程菌株，由此降低酱油的色度和口味。啤酒中含有一种叫双乙酰的物质，双乙酰是啤酒酵母细胞产生的α-乙酰乳酸经非酶促的氧化脱羧反应自发产生的，当双乙酰含量超过风味阈值（0.02~0.10 mg/L）时，就会大大降低啤酒的口感，产生馊酸味，进而影响经济效益。为改善啤酒的风味，可采用α-乙酰乳酸脱羧酶去除双乙酰。研究表明，利用转基因技术将编码α-乙酰乳酸脱羧酶的基因克隆到啤酒酵母中进行表达[15]，可以有效降低啤酒中的双乙酰含量。基于基因工程原理，还可将转基因技术应用于制取其他产品[19]。

3 展望

目前，基因工程技术已渗透到人类生产生活的各个领域，其以巨大的生命力发挥重大的影响，一些实验室技术和成果不断地得到应用，也将使地球的生物圈变得更加丰富多彩[20]。如今基因工程技术在给人类带来利益的同时，对于疾病的治疗方面也有了巨大突破。尽管基因工程技术给人类带来了巨大的利益和便利，但同时也应该思考转基因食品的安全性问题，这是对基因工程未来发展的最大挑战[21-22]。

4 参考文献

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[9] 芦宁超，张冰冰.生物技术在果树上应用研究现状及发展方向[J].吉林农业科学，2008，33（2）：38-42.

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[11] 沈宝明，谭新球，谭周进，等.影响工程菌株目的基因表达的因素[J].生物技术通报，2010（3）：6-12.

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基因工程载体的种类范文第2篇

关键词：植物叶绿体;基因工程;发展;应用;存在问题;展望

叶绿体作为植物中与光合作用直接相连的重要细胞器,其基因组的功能也因此扮演着十分重要的角色。1882年straburger观察到藻类叶绿体能分裂并进入子代细胞;1909年baur和correns通过在3种枝条颜色不同的紫茉莉间杂交得出,质体是母本遗传的。人们便开始对叶绿体遗传方面产生了浓厚的兴趣[1]。1988年boynton等首次用野生型叶绿体dna转化了单细胞生物衣藻突变体(atpb基因突变体),使其完全恢复光合作用能力,标志着叶绿体基因工程的诞生[2]。叶绿体基因工程作为一种很具有发展前景的植物转基因技术,在植物新陈代谢、抗虫性、抗病性、抗旱性、遗传育种等方面都将有着越来越重要的意义。

1叶绿体基因工程概述

1.1叶绿体简介

叶绿体是植物进行光合作用的重要器官,是一种半自主型的细胞器,能够进行自我复制,含有双链环状dna。叶绿体dna分子一般长120~160kb。叶绿体dna有ira和irb 2个反向重复序列(分别位于a链和b链),两者基因大小完全相同,只是方向相反,它们之间有1个大的单拷贝区(大小约80kb)和1个小的单拷贝区(大小约20kb)。

1.2叶绿体基因组转化优点

叶绿体基因具有分子量小、结构简单、便于遗传的特点,故相对于传统的细胞核遗传更能高效表达目的基因,这是因为叶绿体基因本身拥有巨大的拷贝数[3]。叶绿体基因可实现外源基因的定点整合,避免位置效应和基因沉默;遗传表达具有原核性;安全性好,叶绿体属于母系遗传,后代材料稳定;目的基因产物对植物的影响小。利用叶绿体基因转化的这些优点,可以加快育种速度和效率,节约育种时间。

1.3叶绿体转化的主要过程

叶绿体转化过程通常分4步:一是转化载体携带外源目的基因通过基因枪法或其他转化体系导入叶绿体;二是将外源表达框架整合到叶绿体的基因组里;三是筛选具有转化的叶绿体细胞;四是继代繁殖得到稳定的叶绿体转化植物[4]。

1.4叶绿体转化的主要方法

依据叶绿体转化的主要过程,生物学家相应地研究若干种叶绿体基因转化的方法,其中常用的叶绿体转化方法:一是微弹轰击法。将钨粉包裹构建完整的质粒载体,用基因枪轰击植物的各种组织、器官,然后对重组叶绿体进行连续筛选,不断提高同质化水平,最后获得所需的转基因植株[5]。二是农杆菌t-dna介导的遗传转化法。将外源目的基因、选择标记基因等构建到农杆菌的ti质粒上,然后通过与植物组织或器官共培养,最后把所需外源基因转化到叶绿体并获得表达。三是peg处理法。只需将构建好的质粒(含外源基因、标记基因、同源片断、启动子、终止子等)在一定的peg浓度下与植物原生质体共培养。

2叶绿体基因工程的应用

2.1提高植物光合效率

植物的光合效率非常有限,太阳能的很小一部分可以转化为植物所需要的能量,从而转变为人类需要的产品。植物光合效率取决于rubisco酶的丰富度。rubisco酶一方面可以制造可溶性蛋白,另一方面也可以限制co2合成。人们可以通过2种直接的方法提高光合速率:一是加速酶催化的循环过程;二是提高酶的特性,减少光呼吸浪费的能量[6]。很多科学家正试图通过提高rubisco酶来提高植物的光合效率,而其中拟南芥和水稻的定点整合试验取得了重大突破,证明叶绿体基因工程是生产高光合效率作物植物的最有价值的方法。

2.2合成有机物质

由于叶绿体型转基因植物具有环境安全性好、底物丰富、产物区域化等优点,已被越来越多的人关注,并成为工业化生产特定有机物质的可靠场所。例如,有科学家已发明了用叶绿体基因工程表达聚3-羟基丁酸酯合成相关基因的方法。聚3-羟基丁酸酯及其他类型的聚3-羟基链烷酸酯同属于聚酯类物质,是自然界中多种细菌的碳源及能源储备物。具有生物可降解性,如取代化学合成塑料将能从源头解决塑料废弃物引起的“白色污染”。其通过构建了含phbb、phm、phbc和aada基因表达盒的叶绿体整合及表达载体,通过基因枪轰击法转化烟草。northem点杂交、rt-pcr分析结果表明,叶绿体型转基因植株中目的基因在转录水平的表达明显高于核转化植株中相应基因。

2.3生产疫苗

人类治疗用蛋白质可以在叶绿体中实现表达,表达效率取决于外源基因的整合位点,增强转录和翻译的调控元件以及外源蛋白的稳定性等。人类已经在用叶绿体基因生产疫苗方面开展了卓有成效的工作。例如,范国昌等将甲型肝炎病毒vp3p1区和丙型肝炎病毒c区融合,并导入到衣藻叶绿体基因组中,融合蛋白得到高效表达,且具有双抗原活性。而霍乱病毒蛋白b(ctb)抗原ctb已经在叶绿体中转化成功,预示着转基因植物疫苗的可商业化前景。tregoning等将tetc基因在烟草叶绿体基因组进行表达,为了增加mrna的稳定性及在烟草叶片内表达的可行性,他们将基因进行了密码子优化,分别表达了未经改造的富含at(72.3%at)和人工合成的富含gc(52.5%at)的基因,tetc-at和tetc-gc的表达量分别为总可溶蛋白的25%和10%。

2.4在植物抗性方面的研究

在抗虫性方面,kota和cosa分别于1999年、2001年将btcryzaaz基因转入烟草叶绿体,前者可100%杀死4 000多倍抗性的抗性虫,后者报道bt表达量达46.1%。在抗逆性方面,人们通过编码sod、apx等酶的基因已经转入到烟草、苜蓿、马铃薯、棉花的叶绿体中,提高了植物的耐氧化能力,从而提高了植物对环境胁迫的耐受能力。

2.5叶绿体基因组在系统发育学上的应用

叶绿体在系统发育学上的优点:一是叶绿体基因组是仅次于核基因组的第二大基因组,为比较研究提供了一个较大的数据基础;二是叶绿体dna的核酸置换率适中,在应用上很有价值。然而,用叶绿体dna研究系统发育也存在着明显的不足:一是叶绿体基因组是母性遗传的,因此并不能单靠叶绿体基因组来解释居群间的杂交现象;二是虽然有越来越多的叶绿体dna被用作分子标记来研究类群间的系统发育关系,但只有将这些分子片段提供的信息与其他的分子片段信息、传统的形态及生理特征结合起来获得更多的信息,才能更接近系统发育的本来面目。

2.6叶绿体基因在消除环境忧虑问题上的前景

当今最为普遍的问题就是外源基因从转基因作物到杂草的逃逸,这一逃逸主要是通过花粉的扩散,产生超级杂草或产生和其他作物之间的基因污染,对环境极为不利。叶绿体基因工程产生的基因逃逸现象的风险远远低于核转化作物,因为大多数作物中的质体dna都是母系遗传,这样就可以避免作物和作物、作物和杂草之间的杂交,消除人们对基因污染的忧虑。

3叶绿体基因工程存在的问题

3.1叶绿体基因转化在杂合体上的稳定性问题

由于高等植物的每个细胞中有10~100个叶绿体,每个叶绿体内有10~100个叶绿体基因组拷贝,因此转化的叶绿体和未转化的野生型叶绿体同时存在于转基因植株中,造成这种杂合体在遗传上是不稳定的。在转化外源基因之前,目前可采用降低叶绿体拷贝数、高压筛选和选用致死突变体作为外源基因的受体等方法使转基因植株易于同质化。

3.2植物的种类有待扩展

可能是由于大多数植物的叶绿体基因组序列不清楚,因此无法确定用于载体构建的同源重组片段和外源基因的插入位点。目前,已成功转化的植物种类很少,只有番茄和烟草通过有性生殖使外源基因获得稳定遗传,而番茄却是唯一能有高的外源蛋白积累的可食用果实的植物。

4展望

虽然在叶绿体基因工程领域人们已经取得了一定的进展,但对于改变叶绿体基因工程中所存在的缺点,科学界仍然要有大量的工作需要进行。为此,寻找更多更加合适的方法来改进叶绿体基因工程,使其优点更加明显,必将在未来生物技术领域带来又一场革命,为人类造福。

5参考文献

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[2] boynton j e,gillham n w,harris e h,et al.chloroplast transfo-rmation in chlamydo monas with high veloeity mieroprojeetiles[j].science,1988,240(4858):1534-1538.

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[4] svab z,hajdukiewicz p,maliga p.stable transformation of plastids in higher plants[j].proc natlacad sci usa,1990(87):8526-8530.

[5] 沈桂芳,倪丕冲.植物叶绿

基因工程载体的种类范文第3篇

一、高中生物课程资源开发案例

教材是最重要的课程资源，它在课程资源的开发与利用中往往起到主导和疏导作用。因此尝试以学科知识为背景，不断分析课标和教材，明确教材中哪些内容与本市生物产业相联系。另外一个生物产业所应用的生物学原理是多层次多方位紧密相联的，因此又将高中生物必修和选修课本，打乱模块顺序，以本市生物产业资源为线索，将与高中生物课本相关的知识点串联起来，进行了高中生物本地生物产业课程资源和教材资源的整合。尝试通过参观调查，使学生加深对所学生物学原理和技术的理解，增强学生的应用能力及知识的迁移能力。通过体验企业文化，了解相关的职业和就业素质，增强学生职业意识和社会责任感。现举两例简要说明。

1.“发酵工程”课程资源——深圳金威啤酒酿造有限公司

对于微生物相关知识，看不见摸不着，内容细微而深奥，条件好的学校可以在显微镜下看看酵母，条件不好的学校学生根本不知酵母长什么样，对于微生物培养，发酵等知识，限于条件，高中学校也很难开设。学生通常只是通过书本的文字和图片，通过老师归纳出流程图，进行理解和记忆。学生学起来难于理解且很难将这些知识上升到一个感性认识。深圳金威啤酒酿造有限公司拥有目前国内最先进的啤酒生产技术和设备，其“不添加甲醛酿造”的绿色啤酒工艺带动了行业的科技创新与技术进步，被科技部列为国家科技成果重点推广项目。公司的污水处理站是市工业污水治理的样板工程。并且该公司是“深圳市工业旅游景点”之一，这为我们中学生学习微生物应用相关知识提供了良好的条件。

例如学生在参观调查时可以通过现场体验生产工艺的过程，了解微生物的类群，分离、纯化、培养、计数及保存方法；了解培养基的配制原则及种类，体验消毒和灭菌方法，联系种群生长曲线，思考为什么酵母发酵时要补充加料；联系无氧呼吸及有氧呼吸，影响种群密度的生态因子，思考影响微生物生长的环境因素，酵母发酵时需要控制的因素，体验质检人员如何对其质量进行控制；参观污水处理站时，体验其污水处理工艺，理解生物的净化作用，水体的富营养化及生态工程所遵循的协调与平衡原理等。并且可以激发学生讨论微生物在实际生活生产中的应用。这样不仅使学生在实践的过程中，自觉地把间接的理论知识与直接的感受和体验结合起来，加强了学生与生活、与社会的联系而且进一步拓展了学生的思维。

2.“基因工程”课程资源——深圳华生元基因工程有限公司

深圳华生元基因工程有限公司是国内最早研究基因工程并实现产业化的公司，成功生产国内第一例基因工程药物——重组人表皮生长因子(rEGF)。

基因工程相关知识涉及必修和选修两个模块，内容抽象深奥，虽然课本图文并茂，并且用了形象生动的比喻来说明基因工程的基本工具，如将限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒类比成基因的“剪刀”“针线”“运载体”。但是只凭教师讲述是很枯燥抽象，学生也难以理解。而去到深圳华生元基因工程有限公司实地参观之后，对于这种分子水平的操作就有会有一个具体形象的感性认识，原来和自己所想的有太大的差别。在参观的过程中，学生不但对于基因是什么，在哪里，有什么功能，原核细胞和真核细胞的基因结构的区别，基因对生物性状的控制，基因表达的中心法则，获得目的基因的方法，DNA的复制，基因工程原理这些基础知识会有一个更深的理解。而且也可直观的感受PCR体外扩增技术，基因工程操作步骤，基因工程操作的工具，检测基因的表达时的方法。同时也会激发学生调查基因工程产品在社会中的应用情况、讨论转基因生物利与弊的兴趣，开拓了思维。

二、本地生物课程资源开发整合利用的体会

深圳市生物产业资源非常丰富，与高中生物相联系的本市生物产业课程资源还有许多，还需要教师不断地开发，通过实践上的应用实例，让学生身临其境，亲身体验，比单纯的应用间接的载体给学生呈现相关知识，更能使学生更好的理解了生物学原理，增强了学生的应用能力、理解力及知识的迁移能力，拓宽了学生的知识面，引导学生关注身边的生物现象，增加了学生学习生物的兴趣。

在参观调查中，不仅可以让学生的生物学知识有一个更深的理解，而且也可以让学生从中学习一些社会学经济学相关的知识。比如可以让学生了解该公司的企业文化是什么?调查该公司年产值是多少?经济效益如何?为社会提供了多少个就业岗位?有哪些职业岗位，就业条件是什么?该公司提出了哪些技术革新目标?在与生物技术从业人员的面对面的交流过程中，无形中指导学生的就业观，帮助学生了解相关的职业和学习方向，增强学生的社会责任感，为进一步学习和步入社会做准备。同时这也是新课程标准对高中生物教师提出的一个新要求。

基因工程载体的种类范文第4篇

1. 转基因植物

转基因作物的研究规模已达到了空前的水平。自1983年世界上第一例转基因抗病毒植物诞生以来，转基因作物的研制、中间试验、田间释放和商业化种植得到了迅速的发展，到1997年底，转基因植物已达几百种；转基因作物于1986年在美国和法国首次进入大田试验，到1997年底全世界转基因作物的田间试验已达25000多例；1994年，美国批准了转基因延熟番茄的商业化生产，到1997年底，全世界共有51种转基因植物产品被正式投入商品化生产。

转基因作物的种植面积正在迅速扩大。全世界转基因作物的种植面积在1995年仅为1.2×106hm2，1996年为2.84×106hm2，1997年为1.25×107hm2，1998年为2.78×107hm2，1999年增至3.99×107hm2.2000年进一步增至4.42×107hm2，2001年已达5.26×107hm2.2001年全球转基因作物按作物种类统计为：大豆占46%，棉花占20%，油菜占11%，玉米占7%；按国家统计：美国占70%（面积，下同）、阿根廷占22%、加拿大占6%、中国占1%～3％，上述4国占全球转基因作物种植面积的99%；按目标性状分类：抗除草剂转基因作物占77%，抗虫转基因作物占15%.据统计，1999年美国转基因大豆、棉花和玉米的种植面积，分别占该国相应作物种植面积的55%、50%和30%。

转基因作物具有巨大的经济效益，1997年美国转基因抗虫棉种植面积为1×106hm2，平均增产70%，每公顷抗虫棉可增加净收益83美元，直接经济效益近1亿美元；1998年美国种植转基因抗虫玉米达5×106hm2，平均增产9%，其净收益为68.1美元／hm2，可产生直接经济效益3.4亿美元。1995年全球转基因作物的销售额仅为0.75亿美元，1998年达到12亿美元～15亿美元，2000年已达30亿美元，5年间增加了40倍。预计2005年将达60亿美元，2010年将达到200亿美元。 

2.植物用转基因微生物 

自上世纪80年代以来，重组农业微生物工程研究取得了突破性进展，其中新型重组固氮微生物研究已进入田间试验，一些杀虫、防病遗传工程微生物进入田间试验或商业化生产。防冻害基因工程菌株已于1987年进入田间试验，防治果树根癌病工程菌株也于1991年和1992年先后在澳大利亚和美国获准登记，目前已在澳大利亚、美国、加拿大和西欧一些国家销售，这是世界上首例商品化生产的植病生防基因工程细菌制剂。具有杀虫活性的转b.t基因工程细菌，自1991年起已有多个产品进入市场。在高铵条件下仍保持良好固氮能力的耐铵工程菌株，也进入田间试验。 

3.转基因动物

转基因动物主要应用于以下几个方面：改良动物品种和生产性能；生产人药用蛋白和营养保健蛋白；生产人用器官移植的异种供体；建立疾病和药物筛选模型；生产新型生物材料等。1998年全球动物生物技术产品总销售额约为6.2亿美元，预计2010年总销售额将达到110亿美元，其中75亿美元是转基因动物产品。

4. 兽用基因工程生物制品

兽用基因工程生物制品是指利用重组dna技术生产的兽用免疫制剂。主要包括：单克隆抗体等诊断试剂，目前国内外正在研究、开发或已应用的单克隆抗体诊断试剂已达1000多种；基因工程疫苗，已有44例获准进行商品化生产，其中重组亚单位疫苗30例，基因缺失活疫苗12例，基因重组活疫苗2例。此外，还有dna疫苗和兽用基因植物源生物制品等。 

5. 转基因水生生物 

迄今为止，全世界研究的转基因水生生物达20余种，已有8种进入中间试验，其中我国有一种两例，仅有大西洋鲑1种可能已开始小规模商品化生产。

6. 我国农业转基因生物研发现状与产业化概况

我国转基因植物的研究开发始于20世纪80年代，1986年启动的863高新技术计划起到了关键性的导向、带动和辐射作用。据1996年统计，国内正在研究和开发的转基因植物约47种，涉及各类基因103种。1997年～1999年，有26例转基因植物获准进行商业化生产。按转基因性状分：抗虫16例，抗病毒9例，改良品质1例。按作物划分：棉16例，番茄5例，甜椒4例，矮牵牛1例。

转基因抗虫棉是国内植物基因工程应用于农业生产的第一个成功范例，使我国成为继美国之后独立研制成抗虫棉，并具有自主知识产权的第二个国家。1998年～2001年4年累计种植逾1.3×106hm2，减少农药使用量70%以上，产生了巨大的社会、经济和生态效益。由于其伞形辐射的带动作用，抗虫转基因水稻、玉米、杨树等一批后继转基因产品正在进行田间试验，蓄势待发。转基因技术将使农业产业发生深刻的结构变化，向农业与医药、农业与食品、农业与加工结合的方向发展。

我国植物用转基因微生物研究已取得长足进展，正在研发的防病杀虫微生物13种，涉及基因16种；固氮微生物8种，涉及基因12种，大多已进入中间试验和环境释放试验。我国兽用基因工程生物制品研究与产业化进展迅速，已有近70种单克隆抗体等诊断试剂投放市场，2例基因工程疫苗获准进行商品化生产，其中重组亚单位疫苗1例，基因重组活疫苗1例。

我国转基因水生生物研究取得了举世瞩目的成就，1985年，我国培育出世界首批转基因鱼。此后，培育出比正常生长速度快3倍～4.6倍的转基因泥鳅。目前，转生长激素基因鲤、转大马哈鱼生长激素基因鲤均进入中试阶段。此外，我国还开展了藻类、贝类等其他水生生物的转基因研究。我国转基因动物研究成绩斐然，生长速度快、瘦肉率高、对某些病毒有一定抗性的转基因猪培育成功，乳腺组织能够表达人药用蛋白凝血因子ix、人生长激素、人红细胞生成素的转基因羊已进入中试和安全性评价阶段，此外，还成功地培育了转基因牛。

基因工程载体的种类范文第5篇

■ 一、 两种酶共同点：二者都作用于磷酸二酯键，而不是氢键

■ 例1 DNA连接酶的功能是（ ）

A. 在子链与母链间形成氢键

B. 在黏性末端之间形成氢键

C. 将两DNA末端间的缝隙连接

D. A、B、C都对

■ 答案 C

■ 例2 下列说法错误的是（ ）

A. DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来

B. 限制性核酸内切酶可用于目的基因的获得

C. 目的基因须由运载体导入受体细胞

D. 人工合成目的基因不用限制性核酸内切酶

■ 答案 A

■ 例3 关于下图DNA分子片段的说法正确的是（ ）

A. 限制性核酸内切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位

B. ②处的碱基缺失导致染色体结构变异

C. 把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4

D. 该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+T）/（G+C）的比例上

■ 解析 A项：图中①部位指单链上的磷酸二酯键，而③部位指两条链之间的氢键。限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键，而解旋酶作用于氢键。B项中DNA分子中碱基的增添、缺失或改变属于基因突变。C项原来DNA中的两条链一条是15N，一条是14N，根据DNA保留复制的特点，子代DNA应都含有15N。D项中DNA的特异性和碱基种类没有关系。

■ 答案 A

■ 二、 限制性核酸内切酶有特异性，而DNA连接酶没有特异性

一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的位点上切割DNA分子。DNA连接酶不能特异性识别，只要是断开的DNA链都可以连接。

■ 例4 下列关于生物技术的叙述中，不正确的是（ ）

A. DNA连接酶能特异性识别黏性末端从而将切割位点连接起来

B. 植物体细胞杂交过程中得到的杂种细胞具有连续分裂并分化形成完整植株的潜能

C. 单克隆抗体制备时需要利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞

D. 微生物培养中可以利用以尿素为唯一碳源的培养基筛选出能分解尿素的细菌

■ 解析 A项中DNA连接酶不能“特异性识别”。

■ 答案 A

■ 三、 根据黏性末端判断所用限制性核酸内切酶的种类

■ 例5 下列黏性末端属于同一种限制性核酸内切酶切割而成的是（ ）

A. ①② B. ①③

C. ①④ D. ②③

解析 如果是同一种限制性核酸内切酶切割而成的，则应具有相同的黏性末端。

■ 答案 B

■ 例6 下列所示的黏性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的（ ）

A. 1种 B. 2种

C. 3种 D. 4种

■ 解析 把每个黏性末端的另一个部分补回，如

■ 补回后，变成■ 从而知道这种限制性核酸内切酶识别的序列为：GAATTC。

G CTTAAG

如此类推，4个黏性末端的原识别序列为：GAATTC、CAATTG、GTTAAC、CTTAAG。序列不同，由于每种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的碱基序列，所以应由4种不同的限制性核酸内切酶来切割。

■ 答案 D

■ 四、 两种不同限制性核酸内切酶切割后所形成的黏性末端也可以在DNA连接酶的作用下连接起来

基因工程常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒，因为这样目的基因和质粒就会带有相同的黏性末端。如果用两种不同的限制性核酸内切酶来切目的基因和质粒也可以，只要保证切割后能产生相同的黏性末端就可以在DNA连接酶的作用下连接起来。

■ 例7 在基因工程的基本步骤中，若以质粒为运载体，为使目的基因和运载体结合，则要求对目的基因和运载体所用的限制性核酸内切酶和切口必备的特点是（ ）

A. 可用不同的限制性核酸内切酶，但露出的黏性末端必须相同

B. 必须用相同的限制性核酸内切酶，露出的黏性末端可不相同

C. 必须用相同的限制性核酸内切酶，露出相同的黏性末端

D. 可用不同的限制性核酸内切酶，露出不同的黏性末端

■ 答案 A

■ 例8 下面是4种限制性核酸内切酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图（表示剪切点、切出的断面为黏性末端）

限制性核酸内切酶1：――GATC――

限制性核酸内切酶2：――CATG――；

限制性核酸内切酶3：――GGATCC――

限制性核酸内切酶4：――CCGCGG――

请指出下列哪组表达正确（ ）

A. 限制性核酸内切酶1和3剪出的黏性末端相同

B. 在使用限制性核酸内切酶的同时还需要解旋酶

C. 限制性核酸内切酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成

D. 限制性核酸内切酶1和2切出的DN段可通过DNA连接酶拼接

■ 解析 B项中对DNA进行切割时不需要用解旋酶。C项中限制性核酸内切酶4识别的序列由6个脱氧核苷酸组成。D项由于限制性核酸内切酶1和2切出的黏性末端不同，故不能可通过DNA连接酶连接。

■ 答案 A

■ 例9 限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是―GGATCC―，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是―GATC―。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。

在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制性核酸内切酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？

■ 解析

虽然限制性核酸内切酶I和限制性核酸内切酶II识别的序列和切点是不同的，但是形成的黏性末端是相同的，存在着互补关系，因此在DNA连接酶的作用下是可以连接起来的。基因工程中有同尾酶，即不同的限制性核酸内切酶识别的序列和切点不同，但是形成的黏性末端相同，这些酶就是同尾酶。

■ 答案 可以连接。因为由两种不同限制性核酸内切酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）。

■ 例10 基因工程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶I的识别序列和切点是―GGATCC―，限制性核酸内切酶II的识别序列和切点是―GATC―。根据图示判断下列操作正确的是

（ ）

A. 质粒用限制性核酸内切酶Ⅰ切割，目的基因用限制性核酸内切酶Ⅱ切割

B. 质粒用限制性核酸内切酶Ⅱ切割，目的基因用限制性核酸内切酶Ⅰ切割

C. 目的基因和质粒均用限制性核酸内切酶Ⅰ切割

D. 目的基因和质粒均用限制性核酸内切酶Ⅱ切割

■ 解析 从图示可知，要将目的基因从原DNA上切下来，必须用识别范围大点的限制性核酸内切酶Ⅱ切割，若用限制性核酸内切酶Ⅰ，则只能切断一端，另一端则因没有其识别序列不能被切断。限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-GATC-，所以它也能切-GGATCC-，若用限制性核酸内切酶II，则两种标记基因的都会被切断而起不到标记基因的作用。

■ 答案 A

■ 巩固训练

1. 已知某种限制性核酸内切酶在1个线性DNA分子上有3个酶切位点，如下图中箭头所指。如果该线性DNA分子上有3个酶切位点都被该酶切断，则会产生4个不同长度的DN段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切割后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DN段种类数是（ ）

A. 3 B. 4

C. 9 D. 12

2. 右图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tctR为四环素抗性基因，P为启动因子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。

（1） 将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DN段之间连接形成的产物有______、______、______三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行____________。

（2） 用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是____________；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是____________。

（3） 目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是____________，其合成的产物是____________。

（4） 在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是____________。

3. 下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如下图，已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有BamHⅠ或EcoRⅠ或PstⅠ的酶切位点。现用BamHⅠ和EcoRⅠ两种酶同时切割该DN段（假设所用的酶均可将识别位点完全切开），下列各种酶切位点情况中，可以防止酶切后单个含目的基因的DN段自身连接成环状的是

（ ）

A. 1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ

B. 1为EcoRⅠ，2为BamHⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ

C. 1为PstⅠ，2为EcoRⅠ，3为EcoRⅠ，4为BamHⅠ

D. 1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为PstⅠ，4为EcoRⅠ

■ 参考答案

1. C